Библиотеки наночастиц сократят время исследований с нескольких десятилетий до нескольких часов

Ученые Северо-Западного университета создали библиотеки наночастиц, которые помогут исследовать одновременно миллионы и, возможно, даже миллиарды различных наночастиц и выбрать из них лучшую всего за несколько часов. С использованием традиционных технологий этот процесс может занять несколько жизней.

Когда материалы миниатюризированы, их свойства – оптические, структурные, электрические, механические и химические – предлагают новые возможности. Но определить, какой размер и состав наночастицы наилучшим образом подходит для каждого конкретного случая (для катализаторов, биодиагностических меток, фармацевтических и электронных устройств) является непростой задачей.

«Скрининг миллиона полезных наночастиц, например, может занять несколько жизней. После оптимизации наша библиотека позволит исследователям выбрать необходимый элемент гораздо быстрее, чем традиционными методами», – рассказывают ученые.

Комбинаторная библиотека представляет собой сборник систематически разнообразных структур, зашифрованных на конкретных местах поверхности (смотрите картинку). Она похожа на генный чип, где тысячи различных участков ДНК применяются для определения наличия какого-либо заболевания или токсина. Тысячи реакций можно провести одновременно всего за несколько часов. Комбинаторные библиотеки также позволят ученым быстро обрабатывать миллионы, или даже миллиарды, наночастиц разного состава и размера для поиска частиц с необходимыми физико-химическими свойствами.

Для создания таких библиотек ученые нанесли на поверхность отдельные полимерные «точки» и заполнили их различными солями металлов, представляющих интерес. Затем исследователи нагревали полимерные точки, сокращая соли в атомах металлов и формируя одиночную наночастицу. Для изменения размера наночастиц можно изменить размер полимерных точек.

Такие комбинаторные библиотеки помогут в поисках метода эффективного сбора солнечной энергии и преобразования ее в топливо, в подборе катализаторов для реакций и в прочих важных производственных моментах.